Daļa būvniecības procesu, ko pierasts redzēt būvlaukumā, pamazām pārceļas uz rūpnīcām. Šeit top konstrukcijas, ko būvlaukumā atliek tikai samontēt un “māja gatava”. Nozarē to dēvē par “off-site būvniecību” vai “modulāro būvniecību” un šī tendence visā pasaulē kļūst arvien populārāka, tostarp arī Latvijā.
Vienkāršoti skaidrojot, off-site būvniecība jeb būvniecība ārpus būvlaukuma nozīmē dažādu būvkonstrukciju un būvelementu izgatavošanu ražotnē līdz tādai gatavības pakāpei, ka tos atliek tikai aizvest uz būvlaukumu un samontēt. Ražotnē tiek paveikti teju visi tehnoloģiskie procesi, ko citkārt nāktos darīt uz vietas būvobjektā. Mūsdienu tehnoloģijas sniedz iespējas ražotnē izgatavot arī jau gatavas būves jeb moduļu mājas, ko atved un uzstāda norādītajā vietā. Faktiski sapnis par savu māju top par īstenību pāris dienu laikā. Jebkurā gadījumā off-site būvniecības rezultātā tiek samazināts būvdarbiem paredzētais laiks un pasūtītājs saņem objektu ar augstu pievienoto vērtību, ko sniedz iespēja konstrukcijas izgatavot ražotnē ar augsti tehnoloģiskām un precīzām iekārtām, un samazinātām kopējām izmaksām.
Līdztekus šis būvniecības veids iet roku rokā ar tā dēvēto prefab arhitektūru, kas nozīmē īpaši izstrādātus projektus būvēm, kas veidotas no rūpnieciski ražotām saliekamajām konstrukcijām un elementiem.
Mazliet vēstures
Būvniecība ārpus būvlaukuma faktiski sāka veidoties 19. gs. Vēstures dati liecina, ka pirmā oficiāli dokumentētā moduļu ēka izgatavota 1830. gadā Lielbritānijā. To izveidoja Londonas galdnieks Džons Menings savam dēlam, kurš pārcēlās no Anglijas uz Austrāliju. Menings izgatavoja saliekamas mājas konstrukcijas un nosūtīja tās uz Austrāliju, kur atlika ēku samontēt. 1840.-tajos gados moduļu būvniecība aizsākās ASV, Kalifornijā, kur, pieņemoties spēkā tā dēvētajam zelta meklētāju drudzim, strauji pieauga pieprasījums pēc dzīvojamām platībām. Ap 1900. gadu Čikāgā tika izstrādāta ēku karkasa metode, kas ļāva ārsienas saražot rūpnīcā un pēc tam iemontēt būvlaukumā iepriekš uzstādītā karkasā.
Īstu uzvaras gājienu moduļu ēkas piedzīvoja ASV laikā no 1908. – 1940. gadam, kad pazīstamā veikalu ķēde Sears Roebuck and Co ar kataloga starpniecību pārdeva vairāk nekā 500 000 standartizētas tipveida moduļu mājas. Tolaik šīs mājas maksāja mazāk nekā divas trešdaļas no tradicionāli būvēto māju cenas un pircēju tām netrūka. Pēc Otrā Pasaules kara moduļu mājas bija ātrs un izdevīgs risinājums, lai atjaunotu karā izpostītās dzīvesvietas Eiropā.
Mūsdienās tādas valstis kā Singapūra, Austrālija un Apvienotā Karaliste arvien vairāk izmanto moduļu ēkas, lai risinātu darbaspēka un dzīvojamo platību trūkumu. Savukārt Skandināvijā, piemēram, Zviedrijā aptuveni 85% no visām ģimeņu savrupmājām, kas būvētas pēdējos gadu desmitos, celtas īstenojot modulāro būvniecības metodi. Tās īpaši iecienītas arī Nīderlandē (20%) un Japānā (28%). Arvien plašāk šī būvniecības metode tiek izmantota arī daudzdzīvokļu ēkās, sabiedriskās un publiskās celtnēs, tostarp augstceltnēs.
Pielietojums
Pateicoties tehnoloģiju sasniegumiem, off-site būvniecība daudzviet ir kļuvusi par teicamu alternatīvu tradicionālajai celtniecībai objektā uz vietas. Turklāt ir vairāki apstākļi, kad tieši off-site metode sniedz lielākas priekšrocības. Piemēram, ja projekts pakļauts ierobežotam laika termiņam, ja būvobjekts atrodas vietā ar sarežģītiem laikapstākļiem, ja projektā ir daudz atkārtotu konstrukciju ar vienādiem parametriem, ja būvdarbi paredzēti ierobežotā platībā, ja pastāv cita veida riski, kas ierobežo vai apgrūtina būvdarbu norisi.
Foto: Koka moduļu daudzdzīvokļu ēkas būvniecība | Nordic Homes
Priekšrocības
Viena no būtiskākajām priekšrocībām, ko sniedz rūpnieciskā konstrukciju ražošana, ir ātrums. Kamēr būvlaukumā notiek, piemēram, sagatavošanās darbi vai pamatu izveide, rūpnīcā jau top projekta konstrukcijas, kas būs gatavas montāžai paredzētajā laikā. Tādējādi būvprojektā iesaistītā komanda var strādāt paralēli gan uz vietas, gan ražotnē, padarot laika grafikus ātrākus un racionālākus. Turklāt, darbu ražotnē neietekmē laikapstākļi, kas parasti palēnina būvniecības procesu zem klajas debess.
Rūpnieciskā ražošana nodrošina paaugstinātu kvalitātes kontroli un precizitāti, jo iekārtas tiek precīzi iestatītas konkrēta elementa izgatavošanai. Ražošanas procesi notiek centralizēti, tie ir vieglāk regulējami, ātrāki, drošāki un palielina produktivitāti. Savukārt kontrolēta rūpnīcas vide nozīmē paredzamu un drošu vidi arī pašiem ražotnes darbiniekiem.
Būtiski atzīmēt izmaksu efektivitāti, jo pasūtījumi ražotnē nodrošina precīzāku budžeta, materiālu un darba plānošanu. Papildu tas samazina atkritumu daudzumu un ietaupa nevajadzīgas izmaksas saistībā ar būvatkritumu utilizāciju.
Kā svarīgas priekšrocības minamas arī energoefektivitāte, minimāls atkritumu daudzums un palielināta ilgtspējība. Lielākā daļa rūpnieciskās ražošanas tiek veikta datorizēti, kas ļauj precīzāk aprēķināt un izmantot materiālus. Sarūk arī CO2 emisijas, jo samazinās būvtehnikas un transporta izmantošana būvlaukumā uz vietas.
Daži izaicinājumi
Līdztekus virknei priekšrocību, off-site būvniecībai ir arī savi izaicinājumi, kas dažkārt var radīt problēmas. Viena no tām saistīta ar būvniecībai izvēlētās vietas piemērotību. Piemēram, ja paredzēta izmēros lielu konstrukciju piegāde, bet būvlaukuma platība ir ierobežota, jāmeklē citi risinājumi. Īsts izaicinājums ir vēlīnas, negaidītas izmaiņas projekta gaitā. Off-site būvniecību raksturo savlaicīga un rūpīga plānošana, kas pēkšņu izmaiņu gadījumā var radīt problēmas. Svarīga loma ir arī komandas darbam, kur svarīga komunikācija un koordinācija starp visām projektā iesaistītajām pusēm, tai skaitā tiem, kas strādā būvlaukumā.
Digitalizācija kā lielākais palīgs
Tiek prognozēts, ka prefab arhitektūrai un off-site būvniecībai ir plašas izaugsmes iespējas, ko īpaši veicina straujā tehnoloģiju attīstība. Ikviens tradicionālās būvniecības nozares process, ko lielā mērā var ietekmēt cilvēciskas kļūdas vai sarežģījumi būvlaukumā uz vietas, tiek aizstāts ar efektīvām automatizētām darbībām. Inovatīvi digitālie rīku ievērojami palīdz uzlabot ražošanas procesus. Projekti lielākoties top BIM (Būvju informācijas modelēšana) vidē, sniedzot precīzu visu elementu un konstrukciju savietojamību un nodrošinot precīzu, integrētu ēkas attēlojumu visā tās dzīves ciklā, vienlaikus ļaujot visiem projekta dalībniekiem – pasūtītājam, arhitektam, būvinženieriem un būvniekiem – iesaistīties procesā un pielāgot ēkas konkrētai vajadzībai un atšķirīgiem prasību līmeņiem. Arhitektiem tas nozīmē elastīgu sadarbību ar ražotājiem, projektu izstrādē koncentrējoties uz ilgtspēju un komfortu. Prefab arhitektūras noteikumi ir skaidri: projekti jāveido ātrāk, viedāk, zaļāk un ar lielāku pielāgošanās spēju.
Piemēri pasaulē
Materiālzinātnes sasniegumi un BIM tehnoloģiju izmantojums ļauj off-site būvniecības priekšrocībām izpausties gandrīz jebkurā vidē un pielietojumā. Līdzās savrupmājām un daudzdzīvokļu ēkām, off-site būvniecība palīdzējusi tapt arī augstiem debesskrāpjiem, stadioniem un pat lidostām. Lūk, daži piemēri.
De Zalmhaven tornis Roterdamā, Nīderlandē – šobrīd augstākais saliekamo konstrukciju debesskrāpis pasaulē. Ēkas augstums ir 215 metri. Būves celtniecībā izmantoti rūpnīcā ražoti saliekamie betona elementi.
Foto: De Zalmhaven tornis Roterdamā, Nīderlandē | Projekta arhitekts: KAAN Architecten (2 mazākie torņi) un Dam & Partners (augstais tornis)
Lēmumu par labu off-site risinājumam noteica salīdzinoši nelielā būvlaukuma platība, kas turklāt atradās pilsētas centrālajā daļā un pasūtītājs vēlējās līdz minimumam samazināt satiksmes ierobežojumus un citas neērtības, ko radītu būvtehnikas izmantošana, troksnis u.tml. Projektam bija strikts laika grafiks, ko būtu grūti ievērot, pielietojot tradicionālo būvniecību. Svarīgs noteikums bija būvniecības drošība, jo saliekamo konstrukciju montāžai bija nepieciešams daudz mazāk strādnieku.
Avenue South rezidences Singapūrā – projektu plānots pabeigt līdz 2026. gadam un šīs ēkas būs 200 metrus augstas. Aptuveni 80% konstrukciju izgatavotas rūpnieciski. Tie ir pilnībā gatavi moduļi ar stiklotām konstrukcijām, ārējo un iekšējo apdari, aprīkoti ar santehniku, iebūvēto tehniku, ko savienos objektā uz vietas.
Foto: Avenue South rezidences Singapūrā | Projekta arhitekts: ADDP Architects
Viens no iemesliem šāda veida risinājumam bija Singapūras valdības centieni uzlabot būvniecības produktivitāti un samazināt atkritumu daudzumu par 40%. Ēka atrodas zaļā teritorijā līdz ar to svarīgi bija samazināt trokšņus un piesārņojumu. Vēl viens priekšnoteikums – augsta kvalitāte, ko nodrošina ražošana kontrolētā rūpnīcas vidē.
Klarka Starptautiskās lidostas terminālis Manilā, Filipīnās – šeit izmantotas rūpnieciski ražotas saliekamās konstrukcijas 110 tūkst.kvm platībā.
Foto: Klarka Starptautiskās lidostas terminālis Manilā, Filipīnās | Projekta arhitekts: GMW MIMARLIK
Šī rūpnieciskās ražošanas izmantošana palīdzēja kontrolēt izmaksas, uzlabot konstrukcijas kvalitāti un samazināt būvniecības atkritumus. Ēkas modulārais dizains sniedz iespēju paplašināties nākotnē, jo konstrukcijas ir viegli dublējamas.
Sporta arēna Puskás Ferenc Budapeštā, Ungārijā – projektā veikta vēsturiskā stadiona Népstadion rekonstrukcija atbilstoši mūsdienu prasībām ar 67 000 sēdvietām. Projektam bija nepieciešams liels apjoms saliekamā dzelzsbetona konstrukciju, kas tika izgatavotas rūpnieciski.
Sporta arēna Puskás Ferenc Budapeštā, Ungārijā | Projekta arhitekts: Közti
Moduļu mājas – aug pieprasījums Latvijā
Arī Latvijā off-site būvniecība attīstās arvien plašāk un tās priekšrocības novērtējuši gan vietējie klienti, gan ārvalstu pasūtītāji. Uzņēmuma Bouwart pamatdarbība ir koka moduļu māju un koka paneļu māju ražošana un piegāde gan Latvijā, gan uz tādām valstīm kā Norvēģija, Zviedrija, Islande, Nīderlande un Austrija. Moduļu mājas sastāv no koka karkasa un līmbrusām, kas nodrošina ēkas izturību transportēšanā un pārkraušanā. Ēku veido grīda, sienas un jumts, kas kopā savienoti un pabeigti jau rūpnīcā. Pēc tam māja tiek transportēta uz būvlaukumu un veic pēdējos montāžas darbus. Ēku pievieno inženiertehniskajām komunikācijām un tā ir gatava dzīvošanai. Mājas savienošana mēdz aizņemt laiku no pāris stundām līdz dažām dienām. Rezultātā pasūtītājs saņem augstas kvalitātes, komfortablu un energoefektīvu mājokli.
Foto: Koka moduļu māja | Bouwart
Bouwart dibinātāja un īpašnieka Aleksandra Asejeva pieredze liecina, ka galvenā moduļu ēku priekšrocība ir iespēja maksimāli visus darbus pabeigt ražotnē, kas sniedz vairākus ieguvumus. “Gan mums, gan pasūtītājam tas ir izdevīgi, ja visi procesi notiek uz vietas ražotnē un nav jāsūta darbinieki komandējumā uz būvlaukumiem dažādās Eiropas valstīs, kas veido lielu sadārdzinājumu. Tātad, kopējās izmaksas samazinās. Otrs ieguvums – kvalitāte un teicama precizitāte. Augsto kvalitāti un ražošanas procesa efektivitāti nodrošina kontrolēta rūpnīcas vide, stingri ražošanas noteikumi un koka moduļu māju būvniecībā apmācīti speciālisti. Visi procesi ir viegli kontrolējami, kļūdas ātri novēršamas. Nākamā priekšrocība – laiks. Būvlaukumā zem klajas debess darbiem traucē vējš, lietus, sniegs, attiecīga materiāla trūkums Ražotnē zem jumta šādas problēmas nepastāv, viss notiek ātri un projekts tiek pabeigts daudz īsākā termiņā nekā pie tradicionālās būvniecības,” stāsta A. Asejevs. Runājot par arhitektūru, uzņēmuma piedāvājuma klāstā ap 30 dažāda veida projektu, kur katrs atšķiras ar kādu īpašu “rozīnīti” un ikviens var atrast sev piemērotāko projektu.
Foto: Koka moduļu māja | Bouwart
Pēdējos gados pieprasījums pēc moduļu mājām palielinājies arī Latvijā. A. Asejevs spriež, ka zināma ietekme te bija Covid-19 pandēmijai, kuras laikā tika apgūtas attālinātas strādāšanas prasmes un daudzu uzņēmumu darbinieki turpina strādāt attālināti, bet vēlas to darīt komfortablā, paša izvēlētā vidē. Otrs – cilvēki sapratuši, ka ērtai dzīvei nebūt nav nepieciešamas milzu platības. To apliecina arī augošais pieprasījums tieši pēc mājām 60 – 90 kvm platībā. “Ņemot vērā būvmateriālu sadārdzinājumu un arvien augošos rēķinus, moduļu māja ir ļoti labs risinājums,” uzsver Bouwart vadītājs.
Rūpnīcā izgatavotas detaļas optimizē izmaksas
Off-site būvniecība ir labs piemērs dažāda veida rūpnieciski saražotu koka detaļu un konstruktīvo elementu izmantošanai objektā tieši tad, kad tas nepieciešams. Tas nozīmē, ka paralēli notiek vairāki procesi – darbs būvlaukumā un ražotnē, lai tad, kad konstrukcija ir nepieciešama, to uzreiz var piegādāt un samontēt. Kā atzīst Nordberg Construction vadītājs Mārtiņš Zaķis, šādi var efektīvi optimizēt gan laiku un izmaksas, gan rūpīgi izplānot un sagatavoties katram nākamajam darbu posmam. “Kamēr tiek ražotas konstrukcijas, objektā, piemēram, tiek lieti pamati. Kad pamati gatavi, varam vest gatavās konstrukcijas un uzreiz samontēt. Pa to laiku jau sākusies nākamo elementu ražošana, lai tie būtu gatavi nākamajam posmam. Viss notiek secīgi, labākā laika termiņā, nav bažas par laikasptākļu ietekmi vai citiem traucēkļiem, kas mēdz radīt problēmas būvlaukumā,” skaidro M. Zaķis.
Foto: Masīvkoka paneļu māja | Nordberg Construction
Viņaprāt klientam būtisks off-site būvniecības modeļa ieguvums ir laiks. “Klients ietaupa uz darba resursu, kas netiek iztērēts kļūdu labošanai, dīkstāvei sliktu laikapstākļu dēļ. Klients ietaupa arī uz procesiem, kur pastāv riski, ka var pārmaksāt, ja kāds process kļūst nekontrolējams kā tas mēdz gadīties tradicionālajā būvniecībā. Šeit tāda iespēja nav – ražotnē viss notiek precīzi, ar nepārtrauktu kvalitātes kontroli,” uzsver uzņēmējs.
Ne mazāk svarīgs ir fakts, ka off-site būvniecība rada daudz mazāku būvatkritumu apjomu un samazinās arī transporta izmaksas, jo nav bieži jābraukā uz objektu un arī būvtehnikas izmantojums ir mazāks. M. Zaķis rezumē: “Jo vairāk koka detaļu un konstruktīvo elementu tiek saražots uz vietas rūpnīcā, jo mazāk resursu jāpatērē uz vietas objektā.”
Foto: Masīvkoka paneļu māja | Nordberg Construction
Nordberg Construction ir uzņēmums, kas specializējies CLT, GLT un citu augstas kvalitātes masīvkoksnes produktu piegādē un montāžā. Klientiem tiek piedāvātas pirmsprojekta konsultācijas, projektēšana, sagatavošanas darbi un visus būvniecības posmus, pilnībā kontrolējot un nodrošinot nepārtrauktību montāžas procesā. Uzņēmuma paveikto darbu kontā minami tādi piemēri kā Rīgas Cirks, Ogres bibliotēka, Salaspils septītās pirmskolas izglītības iestāde un daudz citu publisku un privātu masīvās koksnes projekti.
Viens dzīvoklis – viens modulis
Modulārā būvniecība ir arī veids kā ātrāk un efektīvāk realizēt daudzdzīvokļu un viesnīcu ēku projektus. Labs piemērs tam ir Nordic Homes, kas piedāvā rūpnieciski ražotus koka karkasa moduļus – praktiski gatavas ēkas telpiskās daļas ar pilnībā pabeigtu iekšējo un daļēju ārējo apdari, ko atliek samontēt uz vietas objektā pavisam īsā laika posmā.
Nordic Homes tehniskais direktors Imants Trezuns uzskaita vairākas būtiskas priekšrocības: “Visas telpiskās vienības tiek ražotas un būvētas rūpnīcā zem jumta, kontrolētos mikroklimatiskajos apstākļos, kas ļauj nodrošināt konstantu un kontrolētu ražošanas plūsmu, ievērojot maksimāli īsus projekta īstenošanas termiņus. Paralēli ražotnē notiekošajiem procesiem, objektā var tikt īstenoti zemes un pamatu sagatavošanas darbi. Šis faktors ļauj saīsināt kopējo būvniecības ciklu par 30-50%, salīdzinot ar tradicionālajām būvniecības metodēm. Savukārt modulis pēc ražošanas procesa beigām ar vienu transporta vienību tiek nogādāts objektā uzstādīšanai. Tas ļauj izskaust dažādu atsevišķu būvizstrādājumu vadāšanu no dažādiem Latvijas reģioniem. Nav iesaistīts papildus transports, kā rezultātā neveidojas lieks klimatiskais piesārņojums.” Turklāt koka konstrukciju moduļus pārvadāt ir vienkāršāk, jo tie ir salīdzinoši vieglāki nekā dzelzsbetona saliekamās konstrukcijas. Piemēram, ar vienu kravas vienību var pārvadāt tikai trīs vai četrus dzelzsbetona elementus vai arī tā vietā transportēt jau pilnībā gatavu ēkas moduli, kas bieži vien ir viena gatava dzīvokļa izmērā/platībā.
Foto: Koka moduļu daudzdzīvokļu ēkas būvniecība | Nordic Homes
Vēl viens pozitīvs aspekts, kas raksturo koka modulāro būvniecību – CO2 pēdas mazināšana. “Koksne ir dabisks, atjaunojams materiāls, kas sevī iekapsulē ogļskābo gāzi un caur fotosintēzes procesu emitē skābekli. Ja, piemēram, viens koka konstrukciju modulis sastāv no 15 kubikmetriem koksnes un daudzdzīvokļu ēkai nepieciešami 40 šādi moduļi, tad faktiski tiek iekapsulētas vidēji 600 tonnas CO2 un tā rezultātā CO2 bilance kļūst pozitīva, kas ļauj attiecīgo ēku definēt par videi draudzīgu būvi” spriež I. Trezuns.
Ņemot vērā, ka viss būvniecības process notiek zem jumta ražotnē ir svarīgi visus rūpnieciskos procesus, kā arī darbu kvalitāti kontrolēt un mērīt pēc noteiktas mērauklas, lai produkts ne tikai nezaudētu savu kvalitāti un ilgmūžību, bet arī lai attiecīgās darba stundas ražošanas procesiem tiktu izmantotas efektīvi, ļaujot nodrošināt pietiekami augstu konkurētspēju. I. Trezuns piebilst, ka uzņēmuma ikdiena un projektu attīstība noris saskaņā ar dažādām sertifikācijas vadlīnijām, kā piemēram ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 un ETA, kas ļauj Nordic Homes gala produktu marķēt ar CE zīmi, nodrošinot gala lietotājam pārliecību, ka produkts saražots atbilstoši Eiropas Savienības prasībām.
Foto: Koka moduļu daudzdzīvokļu ēka | Nordic Homes
Vēl viens ieguvums, ko uzsver I. Trezuns – būvatkritumu un materiālu atgriezumu samazināšanās: “Ja salīdzinām modulāro koka būvniecības sistēmu ar tradicionālo būvniecību, tad šīs attiecība ir 5% pret 30%, kur šie 30% veidojas ēku būvējot uz vietas objektā. Visiem materiāliem mūsu ražotnē tiek veidoti speciāli algoritmi, savietojamība ar dažādām programmatūrām, lai katram atrastu savu vietu konkrētajā būves daļā un atgriezumu būtu pēc iespējas mazāk, ko bieži vien sauc par materiālu optimizāciju”.
Runājot par koka moduļu izmantošanu daudzstāvu ēku būvniecībā, I. Trezuns atzīst, ka vispiemērotākās ir 5 – 6 stāvus augstas ēkas, kur piemēroti atbilstoši konstruktīvi risinājumi, kā arī iespējams nodrošināt būvnormatīviem atbilstošas uguns noturības īpašības. Viņa pārstāvētais uzņēmums aktīvi darbojas Skandināvijas tirgū, piemēram, Zviedrijā tiek būvētas 4 – 5 stāvu daudzdzīvokļu ēkas, kur vienam projektam nepieciešami 40 – 110 moduļi. Šobrīd tiek īstenots 5 zvaigžņu viesnīcas projekts Islandē, seismiski aktīvā zonā. Tā būs hibrīdtipa būve, kur līdzās koka karkasa moduļiem un koka karkasa paneļiem tiks pielietotas tērauda konstrukcijas, arī dzelzsbetona konstrukcijas, kas ēkai nodrošinās stabilitātes funkciju, uzņemot seismisko iedarbību. Trīs projekti īstenoti Fēru salās un nesen arī noslēgts līgums par koka moduļu viesnīcas būvi Vācijā.
